Warum haben Turbofan-Triebwerke keine Abdeckungen an den Fanschaufeln?

Dies wurde zumindest bei der CFM-56-Serie irgendwann tatsächlich durchgeführt.

Das Bild stammt von hier , der Artikel handelt vom F108-Motor, der die US-Militärversion des CFM-56 ist.

In neueren Versionen des Triebwerks wurden die Blattspitzenabdeckungen durch Abdeckungen in der Mitte der Spannweite wie unten (aus Wikipedia) ersetzt oder entfernt.

Wie von Camille Goudeseune betont, müssen Turbofans viele Situationen bewältigen, und eine Schaufelspitzenverkleidung fügt viel Masse hinzu und erhöht daher die Belastungen in der Schaufel, was die Ermüdungslebensdauer weiter verkürzt.

Zu den Vorteilen dieser Konfiguration, die in der Frage oder in der anderen Antwort nicht erwähnt wurden, gehört, dass Ummantelungen dazu beitragen, Vibrationsamplituden durch Reibungsdämpfung zu reduzieren. Dies erklärt, warum in mehreren Triebwerken noch Deckbänder mit mittlerer Spannweite im Spiel sind, während diese nicht zur Verringerung der Blattspitzenverluste beitragen.

Schließlich wird diese Konfiguration, obwohl sie anscheinend nicht mehr bei Fanschaufeln verwendet wird, immer noch in anderen Teilen moderner Triebwerke verwendet, insbesondere im Turbinenmodul. Als Beispiel stammt das Bild unten von der GE9X-Website , siehe Niederdruckturbinenschaufeln.

Landgestützte Turbinen verwenden manchmal rotierende Ummantelungen mit so etwas wie einem https://en.wikipedia.org/wiki/Labyrinth_seal , um Leckagen zu reduzieren. Es ist also prinzipiell strukturell in Ordnung.

Turbinen in Flugzeugen müssen jedoch nicht axiale Belastungen, das Einsaugen von Fremdkörpern und einen breiten Bereich von Umgebungstemperatur, -druck und -feuchtigkeit aushalten. Das Anbringen der Schaufelspitzen an der Ummantelung toleriert einen solchen Missbrauch möglicherweise nicht gut in Bezug darauf, dass sie nicht explodieren oder die nächste Stunde überleben oder das Intervall zwischen Triebwerksüberholungen verlängern. Lieber ein paar Blätter kaputt machen, als den ganzen Rotor zu verlieren. Das würde sogar ein paar Prozent verbesserte Kraftstoffeffizienz aufwiegen.

Um die feinen Antworten zu ergänzen:

Die rotierende Ummantelung würde zusätzliche Masse hinzufügen, da der Kanal immer noch daran vorbeilaufen müsste. Diese Masse würde sich auch mit hoher Geschwindigkeit drehen, erhebliche Kreiselkräfte erzeugen und darüber hinaus den Motor weniger reaktionsschnell machen.

Dann gibt es die konstruktiven Probleme: Obwohl es überhaupt nicht unmöglich ist, sie zu konstruieren, da es einige Implementierungen gibt, wäre die Struktur nicht so einfach, wie man denken könnte. Hohe Drehzahlen, Blattverbiegungen, Vibrationen etc. müssten berücksichtigt und behandelt werden. Das Auswuchten einer riesigen rotierenden Scheibe wäre definitiv ein Pita. Es gibt hier irgendwo eine Frage und Antwort zum Auswuchten von Lüfterflügeln. Ich werde versuchen, mich daran zu erinnern und sie zu finden und hier hinzuzufügen: Das Hinzufügen einer Scheibe um die Flügel würde die Gleichung nicht einfacher machen. Auch ein großer Betriebstemperaturbereich hilft nicht weiter. Wir sprechen vielleicht von + 60 ° C bis hinunter zu - 70 ° C

Alles in allem ist bei Lüfterflügeln viel Dynamik im Spiel, am besten die Konstruktion so einfach wie möglich halten.